Ανάλυση, Στατιστική Επεξεργασία και Παρουσίαση Δεδομένων με χρήση Ανοικτών Λογισμικών Δρ. Φίλιππος Σοφός

Transcript

1 Ανάλυση, Στατιστική Επεξεργασία και Παρουσίαση Δεδομένων με χρήση Ανοικτών Λογισμικών Δρ. Φίλιππος Σοφός

2 ΠΕΡΙΓΡΑΜΜΑ ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗΣ Διερεύνηση αναγκών Επιλογή του Octave Χαρακτηριστικά και περιβάλλον εργασίας Δημοφιλείς εφαρμογές Παραδείγματα Συζήτηση

3 ΕΠΙΛΟΓΕΣ Πλήρες λογισμικό στατιστικής επεξεργασίας Δημοφιλές λογισμικό στατιστικής, προσομοίωσης, έρευνας, εκπαίδευσης... Λογισμικό στατιστικής με έμφαση στην παρουσίαση Λογισμικά υπολογιστικών φύλλων Ελεύθερο λογισμικό, στη λογική του MatLab Ελεύθερο λογισμικό, στη λογική του MatLab

4 ΓIATI OCTAVE; vs. Κοντινή, συμβατή λύση με το πακέτο MatLab, το οποίο χρησιμοποιείται κατά κόρον στη βιομηχανία, στην έρευνα και στην εκπαίδευση. Ο χρήστης έχει την επιλογή να χρησιμοποιήσει τις δυνατότητες ενός ισχυρού προγράμματος, εκεί που οι περιορισμοί στην χρηματοδότηση και την αδειοδότηση αποτρέπουν τη χρήση ενός εμπορικού πακέτου. Έκδοση και για φορητές συσκευές Ελεύθερη διακίνηση μέσω του

5 ΓΕΝΙΚΑ Το λογισμικό Octave αποτελεί μια αξιόπιστη λύση για τη μοντελοποίηση και την επίλυση πολλών προβλημάτων, ιδιαίτερα των σχετικών με τις επιστήμες των μηχανικών. Πιο συγκεκριμένα, περιλαμβάνει: Δυνατότητα ανάλυσης δεδομένων Δυνατότητες άμεσης απεικόνισης και γραφικών λύσεων Αποτελεί μια εξελιγμένη αριθμομηχανή, με χρήση ακόμα και σε απλές καθημερινές αριθμητικές πράξεις Δυνατότητα προσομοίωσης των περισσότερων επιστημονικών και τεχνολογικών προβλημάτων Προγραμματισμός φιλικός στο χρήστη, με ενσωματωμένες συναρτήσεις και δυνατότητα ενσωμάτωσης νέων Δυνατότητα επικοινωνίας με πολλές εφαρμογές αλλά και γλώσσες προγραμματισμού, όπως, π.χ., Excel, C/C++, Fortran

6 ΠΟΥ ΑΠΕΥΘΥΝΕΤΑΙ Επιστήμονες και Μηχανικοί Για αριθμητικούς υπολογισμούς και εξελιγμένη παρουσίαση Παραδείγματα NASA: Ανάπτυξη συστημάτων πλοήγησης αεροσκαφών JAGUAR: Εμφάνιση και ανάλυση δεδομένων που λαμβάνονται από τα αγωνιστικά της αυτοκίνητα Νοσοκομειακές κλινικές: Για αναγνώριση καρκινικών κυττάρων Εφαρμογές γραφείου: Καθημερινές υπολογιστικές εργασίες, αναλύσεις δεδομένων, στατιστική μηχανική, γραφήματα ιδιαίτερων εφαρμογών κ.α.

7 ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟΣ Στο περιβάλλον του Octave, ο προγραμματισμός μπορεί να γίνει είτε απευθείας στο διαθέσιμο command line είτε μέσω αρχείου (script), που αποθηκεύεται και μπορεί να επαναχρησιμοποιηθεί ανά πάσα στιγμή. Επίσης, ο χρήστης μπορεί να δημιουργεί και να αποθηκεύει τις δικές του συναρτήσεις, οι οποίες θα δέχονται ως παραμέτρους αυτές του κάθε προβλήματος.

8 ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΟΣ Από αρχείο Χειρόγραφα Από εξωτερική συσκευή Εισαγωγή δεδομένων Επεξεργασία Εμφάνιση Διάγραμμα Εικόνα Βίντεο

9 ΑΝΟΙΧΤΑ ΔΕΔΟΜΕΝΑ Εισαγωγή δεδομένων Χρήση δεδομένων ελεύθερα προσβάσιμων στο κοινό ( Φορείς: Δήμοι, Περιφέρειες, Υπηρεσίες Δυνατότητα εξαγωγής χρήσιμων συμπερασμάτων Ανάλυση δεδομένων, χρονική εξέλιξη Συγγραφή αναφορών για διάφορους φορείς Κατάθεση προτάσεων Kαι για ερευνητικούς σκοπούς

10 ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ ΕΡΓΑΣΙΑΣ Μνήμη Γραμμή εντολών

11 ΑΠΛΟΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΙ Πρόσθεση Πολλαπλασιασμός Μνήμη Σύνθετες παραστάσεις

12 Editor Ακολουθία εντολών Run πρόγραμμα Τρέχουν μαζί οι εντολές Αποθηκεύεται Επεξεργάζεται Editor ΜΕ Τεχνολογιών Πληροφορικής & Εποκοινωνιών

13 ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ Μέσες τιμές, διακυμάνσεις κτλ. Οικονομικές προβλέψεις Ευδιάκριτα και αναλυτικά σχεδιαγράμματα

14 ΚΛΙΜΑΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ Με απλές εντολές προγραμματισμού load: φόρτωση εξωτερικού αρχείου plot: αναπαράσταση των θερμοκρασιών κάθε ημέρας Θερμοκρασίες: Λάρισα, Μέση Τιμή Ημέρας, περίοδος Text αρχείο από

15 ΚΛΙΜΑΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ Με λίγες ακόμα εντολές fft: συχνότητα επανάληψης φαινομένου Επανάληψη κάθε 365 ημέρες Θερμοκρασίες: Λάρισα, περίοδος Text αρχείο από

16 ΧΑΡΤΕΣ - GIS x=shaperead(...shp'); shapedraw(x) Αρχείο από

17 ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΕΛΕΓΧΟΥ Ορισμός συσκευής εισόδου δεδομένων Δεδομένα: σήμα τάσης από αισθητήρες (π.χ., θερμοκρασία, πίεση, ταχύτητα), ήχος, εικόνα Συναρτήσεις εξόδου μηνύματα προς την οθόνη Έλεγχος τιμών

18 ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ 1 Δεδομένα: Διακύμανση τιμών βενζίνης-πετρελαίου, Ανάλυση και παρουσίαση x=xlsread( fuel.xls'); (Εισάγω δεδομένα από αρχείο τύπου λογιστικών φύλλων) length(x) mean(x) std(x) (Πλήθος μετρήσεων) (Μέση τιμή) (Μέση τυπική απόκλιση τιμών) max(x), min(x) (Μέγιστα - ελάχιστα) Δυνατότητα αποθήκευσης της εικονας

19 ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ 2 Δεδομένα: Ετήσια παραγωγή βιομηχανικής τομάτας Ανάλυση και παρουσίαση, x=load('tomato.txt'); subplot(2,2,1) plot(x(:,1),x(:,2)) ylabel('total production (tn)') xlabel('year') (Εισάγω δεδομένα από εξωτερικό αρχείο) (Πλαίσιο εικόνας - Υποδιαίρεση) (Σχεδιάζω) (Προσθήκη κειμένου)

20 ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ 3 Πρόβλεψη συμπεριφοράς εδάφους - αντοχή d = [ ]'; Ks = [ ]'; (Εισάγω χειρόγραφα δεδομένα από μετρήσεις) p1=polyfit(d,ks,1) t1=1:60; y1=polyval(p1,t1); (Εντοπίζω ευθεία προσαρμογής) Ευθεία εκτίμησης figure(1); plot(d,ks,'o',t1,y1), grid on (Σχεδιάζω) Μετρήσεις